類加載的過程

1，類加載

Java類在jvm里的生命周期包括 加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化、使用和卸載七個(gè)階段。

其中類加載過程包括前五步加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化。

加載的目的就是把二級(jí)制的class文件加載到JVM內(nèi)部，并儲(chǔ)存在方法區(qū)，將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)與目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的Java對(duì)象（class對(duì)象），這個(gè)對(duì)象就是后續(xù)所有使用這個(gè)對(duì)象的入口。

類加載的機(jī)制：雙親委派機(jī)制。

當(dāng)一個(gè)類加載器接收到一個(gè)類加載的任務(wù)時(shí)，不會(huì)立即展開加載，而是將加載任務(wù)委托給它的父類加載器去執(zhí)行，每一層的類都采用相同的方式，直至委托給最頂層的啟動(dòng)類加載器為止。如果父類加載器無法加載委托給它的類，便將類的加載任務(wù)退回給下一級(jí)類加載器去執(zhí)行加載。

雙親委托模型的工作過程是：如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求委托給父類加載器去完成，每一個(gè)層次的類加載器都是如此，因此所有的加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該傳送到頂層的啟動(dòng)類加載器中，只有當(dāng)父類加載器反饋?zhàn)约簾o法完成這個(gè)加載請(qǐng)求（它的搜索范圍中沒有找到所需要加載的類）時(shí)，子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。
使用雙親委托機(jī)制的好處是：能夠有效確保一個(gè)類的全局唯一性，當(dāng)程序中出現(xiàn)多個(gè)限定名相同的類時(shí)，類加載器在執(zhí)行加載時(shí)，始終只會(huì)加載其中的某一個(gè)類。

使用雙親委托模型來組織類加載器之間的關(guān)系，有一個(gè)顯而易見的好處就是Java類隨著它的類加載器一起具備了一種帶有優(yōu)先級(jí)的層次關(guān)系。例如類java.lang.Object，它存放在rt.jar之中，無論哪一個(gè)類加載器要加載這個(gè)類，最終都是委托給處于模型最頂端的啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載，因此Object類在程序的各種加載器環(huán)境中都是同一個(gè)類。相反，如果沒有使用雙親委托模型，由各個(gè)類加載器自行去加載的話，如果用戶自己編寫了一個(gè)稱為java.lang.Object的類，并放在程序的ClassPath中，那系統(tǒng)中將會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同的Object類，Java類型體系中最基礎(chǔ)的行為也就無法保證，應(yīng)用程序也將會(huì)變得一片混亂。如果自己去編寫一個(gè)與rt.jar類庫中已有類重名的Java類，將會(huì)發(fā)現(xiàn)可以正常編譯，但永遠(yuǎn)無法被加載運(yùn)行。

雙親委托模型對(duì)于保證Java程序的穩(wěn)定運(yùn)作很重要，但它的實(shí)現(xiàn)卻非常簡單，實(shí)現(xiàn)雙親委托的代碼都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中，邏輯清晰易懂：先檢查是否已經(jīng)被加載過，若沒有加載則調(diào)用父類加載器的loadClass()方法，若父加載器為空則默認(rèn)使用啟動(dòng)類加載器作為父加載器。如果父類加載器加載失敗，拋出ClassNotFoundException異常后，再調(diào)用自己的findClass方法進(jìn)行加載。

2，鏈接

鏈接階段要做的是將加載到JVM中的二進(jìn)制字節(jié)流的類數(shù)據(jù)信息合并到JVM的運(yùn)行時(shí)狀態(tài)中，經(jīng)由驗(yàn)證、準(zhǔn)備和解析三個(gè)階段。

2.1 驗(yàn)證

驗(yàn)證是驗(yàn)證類數(shù)據(jù)信息是否符合JVM規(guī)范，是否是一個(gè)有效的字節(jié)碼文件，包括以下驗(yàn)證等：

格式驗(yàn)證：驗(yàn)證是否符合class文件規(guī)范

語義驗(yàn)證：檢查一個(gè)被標(biāo)記為final的類型是否包含子類；檢查一個(gè)類中的final方法視頻被子類進(jìn)行重寫；確保父類和子類之間沒有不兼容的一些方法聲明（比如方法簽名相同，但方法的返回值不同）

操作驗(yàn)證：在操作數(shù)棧中的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行正確的操作，對(duì)常量池中的各種符號(hào)引用執(zhí)行驗(yàn)證（通常在解析階段執(zhí)行，檢查是否通過富豪引用中描述的全限定名定位到指定類型上，以及類成員信息的訪問修飾符是否允許訪問等）

2.2 準(zhǔn)備

為類中的所有靜態(tài)變量分配內(nèi)存空間，并為其設(shè)置一個(gè)初始值（由于還沒有產(chǎn)生對(duì)象，實(shí)例變量不在此操作范圍內(nèi)）
被final修飾的靜態(tài)變量，會(huì)直接賦予原值；類字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性，則在準(zhǔn)備階段，其值就是ConstantValue的值。

實(shí)際上就是將static int a = 4;這樣的語句只執(zhí)行static int a=0的過程;

2.3 解析

將常量池中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)為直接引用（得到類或者字段、方法在內(nèi)存中的指針或者偏移量，以便直接調(diào)用該方法），這個(gè)可以在初始化之后再執(zhí)行。
可以認(rèn)為是一些靜態(tài)綁定的會(huì)被解析，動(dòng)態(tài)綁定則只會(huì)在運(yùn)行是進(jìn)行解析；靜態(tài)綁定包括一些final方法(不可以重寫),static方法(只會(huì)屬于當(dāng)前類)，構(gòu)造器(不會(huì)被重寫)

3 初始化

將一個(gè)類中所有被static關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)的代碼統(tǒng)一執(zhí)行一遍，如果執(zhí)行的是靜態(tài)變量，那么就會(huì)使用用戶指定的值覆蓋之前在準(zhǔn)備階段設(shè)置的初始值；如果執(zhí)行的是static代碼塊，那么在初始化階段，JVM就會(huì)執(zhí)行static代碼塊中定義的所有操作。

所有類變量初始化語句和靜態(tài)代碼塊都會(huì)在編譯時(shí)被前端編譯器放在收集器里頭，存放到一個(gè)特殊的方法中，這個(gè)方法就是方法，即類/接口初始化方法。該方法的作用就是初始化一個(gè)中的變量，使用用戶指定的值覆蓋之前在準(zhǔn)備階段里設(shè)定的初始值。任何invoke之類的字節(jié)碼都無法調(diào)用方法，因?yàn)樵摲椒ㄖ荒茉陬惣虞d的過程中由JVM調(diào)用。

如果父類還沒有被初始化，那么優(yōu)先對(duì)父類初始化，但在方法內(nèi)部不會(huì)顯示調(diào)用父類的方法，由JVM負(fù)責(zé)保證一個(gè)類的方法執(zhí)行之前，它的父類方法已經(jīng)被執(zhí)行。
JVM必須確保一個(gè)類在初始化的過程中，如果是多線程需要同時(shí)初始化它，僅僅只能允許其中一個(gè)線程對(duì)其執(zhí)行初始化操作，其余線程必須等待，只有在活動(dòng)線程執(zhí)行完對(duì)類的初始化操作之后，才會(huì)通知正在等待的其他線程。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM类加载的过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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